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"Netheads vs. Bellheads"

Cat: ICT
Pub: 2002
#: 0226b

David Isenberg



Netheads vs. Bellheads


Research into Emerging Policy Issues in the Development and Deployment of Internet Protocols


David Isenberg



  1. Conflict in Design Philosophies:
  2. Bellhead side of the debate:
  3. Nethead Commentary:
  1. ネットワーク設計思想の衝突:
  2. ベルヘッド側の議論:
  3. ネットヘッド側のコメント:

; Bandwidth every 6 months; Bellhead; Edge; Rights of way; QoS; ; SS7; NG;; Paid a rent; Voice over data network; ;


From "http://www.tmdenton.com/netheads.htm"

  • Two systems are in collision, the packet-routed signaling system called the Internet, and the circuit-switched telephone system.
  • Before the Internet, we had no basis for considering the nature of the circuit-switched telephone network. It was the only thing, and how it worked was how communications systems had to work.
  • > Top Most ideas of competition in telecommunications are still deeply influenced by the limitations of circuit switching (called the SS7, or Signaling System 7).
  • The telephone system's business model is to charge for time and distance for calls, and for bandwidth. Services are defined by the owners of the network, not by users.
  • PSTN is a one-trick pony: to borrow a term from computing, it has essentially one single application, the sale of channels multiplexed by time-divisions at 64 kilobits per second, and multiples thereof.
  • A second major implication of the Nethead view is that the end-to-end Internet model promises to do away with the idea that anyone would have a monopoly in the definition of services.
  • > Top A third major implication of the Internet model is that value is not created in the network, but at the edges, by users.


  • 2つのシステムが衝突している。インターネットと呼ばれるパケットルーテッド・シグナル・システムと電話と呼ばれる回線交換システムである。
  • インターネット以前には、我々は回線交換ネットワークの本質を検討する基盤がなかった。それは唯一のものであり、それがどう動作かということが、即ちコミュニティシステムがどう動作しなければならないかということそのものだったのである。
  • テレコムにおける競争のアイディアのほとんどは、SS7と呼ばれる回線交換の限界に深く関連している。
  • 電話システムのビジネスモデルは呼の時間、距離、および帯域によって課金する。サービスはネットワーク所有者が定義するもので、ユーザが定義するものではない。
  • 公衆電話網(PSTN)は一芸の子馬である。コンピュータ用語を借りれば、それは本質的には1つのアプリケーションであり、チャネル数は、64Kbpsの時分割で、その掛け算としての販売である。
  • ネットヘッドの第二の点は、エンドツーエンドのインターネットモデルは誰かがサービスの定義を独占すること排除していることである。
  • インターネットモデルの第三の点は、その価値はネットワークの中ではなく、ユーザによってその周縁で作られるという点である。

> Top 1. Conflict in Design Philosophies:

  • Internet traffic is doubling very four months, whereas voice traffic grows by 6-9% annually. The result is that voice traffic will decline to less than 8% of total network traffic by 2004, and its relative decline will continue. The entire traffic on the PSTN may amount to less than one percent of the total before 2010.

  • The telephone companies no longer have a choice to continue to build, operate and provision separate networks for data and voice. And if these systems are to be integrated, or converged, a fundamental issue arises: which design philosophy is to prevail, the Internet's or the PSTN's?

  • > Top The second large fact that needs to be adjusted to is the growing availability of bandwidth. While processing power doubles every 18 months, which is expressed in Gordon Moore's Law, bandwidth doubles every six months. The much faster rate of growth in bandwidth argues for design philosophies that are predicated in abundant bandwidth, rather than elaborate protocols that conserve bandwidth.

  • If optical fiber were brought to the home and business, there would be enough bandwidth for a multitude of service providers to reach the mass of end-users, and there would be no limitation based in the inadequacies of copper or coaxial cable to sustain Internet traffic, and therefore no capacity on the part of incumbents to impose a design philosophy based in legacy networks. For example, it would be conceivable for a LEC to run IP over ATM over a given colour and for an ISP to run IP over a different colour.

  • > Top The issues raised in this paper concerning the interfaces between the Internet and the PSTN are relevant because bandwidth is limited and we are going to be living with legacy systems for decades to come. If this premise is proven false, many of the issues raised in this report will disappear. Such would be the case if rights of way are used to lay optical fiber extensively, so that the last-mile local loop ceases to be the bottleneck by which the PSTN exerts its power.

  • This new system of communications does not involve setting up and tearing down circuits and obviates billing by the minute. How the current system proposes to defend itself from this vision, and perpetuate the old model, is the subject of this paper.

1. ネットワーク設計思想の衝突:

  • インターネット・トラフィックは4ヶ月毎に倍層している。一方音声トラフィックは年間6-9%の伸び。その結果音声は2004年までにネットワークの総トラフィックの8%に下降する見込みで、その傾向はその後も続く。電話トラフィックは2010年までに1%以下になるとの予測。

  • 電話会社は、もはやデータと音声のネットワークを個別に構築、運用、提供することは続けられなくなる。もしこれらのシステムが統合されるとすれば、どのような設計思想が優勢になるのだろうか。インターネットか電話か。

  • 第二の問題は、急激な帯域の伸びにどう対応するかである。処理能力が18ヶ月毎に倍増する(ムーアの法則)に対し、帯域は6ヶ月毎に倍層する。遙かに速いスピードで帯域が増加するは、ネットワーク設計思想も、従来のようにプロトコルを巧妙にしたり、帯域を節約するのではなく、豊富な帯域を前提とするようになる。

  • もし光ファイバが家庭や企業に入ると、多数のISPがエンドユーザのマスに伝送するのに十分な帯域が得られ、もはや銅線や同軸ケーブルの場合のようにインターネットトラフィックが制限されることもなくなり、既存の電話業者が旧いネットワークの設計思想を押しつけることもなくなる。おそらく電話会社は与えられた色波長上にATMを、さらにその上にIPを走らせ、ISPは異なる色波長上にIPを走らせることになる。

  • 論点は、インターネットと電話のインターフェースが問題であって、我々はこれから何十年も旧システムと共存しなければならないからだ。その前提が偽であれば、本レポートの多くの指摘は意味なくなる。それは優先敷設権が適用され光ファイバが集中的に敷設され、その結果電話の加入者網というローカルループによる最後の1マイル問題がボトルネックでなくなるような場合である。

  • 新たな通信システムでは回線を設定したりはずしたり、分毎の課金をしたりすることはなくなる。現行のシステムは、この動きにどう抵抗し、旧モデルでいつまでもやろうとするかどうかが、本レポートのテーマである。

> Top 2. Bellhead side of the debate:

  • From the Bellhead side of the debate, it is clear that they conceive the Internet to be
    • a threat to their business model, and
    • missing a control component on a path of convergence with the PSTN.
    • Generating expenses without corresponding increases of revenue
    • services will no longer be defined from within the capabilities of the PSTN.

  • Grant Lenahan, Executive Director of Telcordia (old AT&T Research), writes:
    "Historically, the telecommunications industry has had two methods for dealing with the rise of data, which is predominantly packet, frame, or cell traffic. The first approach has been to carry data on the analog and TDM networks designed and optimized for voice. Examples are DDS circuits, Internet access by modem, and dedicated 56k & T1/E1 lines. The second approach has been to build and operate separate, parallel networks for high capacity data traffic."

  • > Top Citing developments in packet technologies, he continues:
    "In the future, when data is the dominant component of traffic demand, it will be more practical to carry voice over data networks, than to force-fit data into voice networks. And certainly it is not economic to continue to build, operate and provision separate voice and data networks."

  • Quality of Service (QoS) is a key element of the telephone company point of view. The concept of QoS has a complementary meaning, which extends to the experience of the end-user. For example, how quickly an end-user hears a ring after dialing a phone number is an element of the Quality of Service.

  • Authors' view:
    In the PSTN, there is only one application, setting up or tearing down 64 kilobits channels. It is impossible not to bundle service quality with transmission quality.
    The difficulty with the concept of QoS in an Internet is that it derives from ideas that really have no place there, like driving a 64,000 wagon train down the highway.
    • For example, packet loss is not a degradation of service, it is rather a mechanism to make it possible for multiple applications to share the same finite bandwidth.
    • On a highway, when there is more traffic than the road can handle, cars slow down and sometimes crashes happen. This is usually not a problem as cars simply route around the accident.
    • By contrast, on railways, crashes and derailings are catastrophic.
    • If all we ever wanted to do was to talk on the telephone (one application), the PSTN would have remained fully adequate. However, as soon as computer to computer communications became important, the rigidities and expense of circuit switched voice networks became apparent. Since every projection of bandwidth requirements shows that data traffic will expand at a minimum of two orders of magnitude faster than voice.

  • > Top The Bellhead View:
    "The Next Generation Network (NGN) must meet the following characteristics:
    • 1) One common network capable of handling data, voice and video communications
    • 2) "Data friendly" or data-native packet (or cell) transport and switching infrastructure
    • 3) Flexible services control elements to enable voice communications and support data and QoS in the future
    • 4) Voice parity with the PSTN in terms of features and quality
    • 5) Only 10% - 30% of residential customers will be likely prospects for NGN service.

  • "Consequently, it will be essential for carriers to plan migration strategies to NGNs that protects their PSTN investments, reuses as much of the PSTN infrastructure as is practical, enables seamless interoperability between PSTN and NGN services, and incrementally follows profitable demand for NGN services."

2. ベルヘッド側の議論:

  • ベルヘッド側の議論としては、インターネットを以下のように認識していることは明らか
    • 電話会社のビジネスモデルにとって脅威
    • 電話との融合の過程でコントロール要素を失う
    • 収入増加に見合わない経費発生
    • 電話会社がサービスを定義できない

  • Grant Lenahan, Executive Director of Telcordia (旧AT&T Research)曰く、


  • ネットワークのサービス品質(QoS)は、電話会社にとっての鍵となる。QoSの概念には別の補完的な意味がある。それはエンドユーザの経験にまで及ぶ。例えばエンドユーザが番号をダイヤル発信後、呼が鳴るまでの時間はQoSの要素である。

  • 著者の意見:
    • 例えば、パケットロスはサービスの低下ではなく、むしろ限界のある帯域をどう多くのアプリケーションでシェアできるという問題である。
    • ハイウェイでは、道路の処理能力以上のトラフィックがある場合、車のスピードが落ち、時折衝突も発生する。車が事故を迂回すれば問題はなくなる。
    • これと対照的に、鉄道では、衝突と脱線は深刻な結末となる。
    • もし我々のしたいことが電話で話すことだけだったなら、加入電話網で全く十分であるが、早晩、コンピュータ間通信が重要になると、回線交換による音声ネットワークの硬直性と費用とが問題になる。帯域利用に関するあるゆる予測はデータトラフィックの増加が音声のそれよりも2桁も速いことを示している。

  • ベルヘッドの見解:
    次世代ネットワーク(NGN) は以下特徴を満たさなければならない。
    • 1) 一つの共通ネットワークでデータ・音声・映像通信が可能
    • 2) データフレンドリィ、即ち、データ前提のパケット(セル)伝送および交換のインフラ構築
    • 3) 音声通信およびデータ通信や将来はQoSをサポートするようなフレキシブルサービス
    • 4) 音声は、現在の加入者電話網と同等の特徴と品質を有すること
    • 5) 住民の10-30%が次世代ネットワークサービスに期待している。

  • 結論として、キャリアにとってのNGNへの移行戦略としては、いかに既存の電話網への投資を保護し、電話のインフラをできるだけ再利用するかが電話網と次世代ネットワークの間のシームレスな相互運用が可能となり、次世代ネットワークサービスによる利益のあがる需要創出に通じる。

> Top 3. Nethead Commentary:

  • The assumption of this world view is that people will want what they have wanted in the past. Who, for instance, would have wanted a web browser in 1994? Who would have paid for one? Yet the total reliance we now experience on products and services that did not exist even six years ago tells us something very important. Asking the customer what he wants and basing business decisions on what the leading customers want can be a fatal error in times of rapid technological innovation.
    • The core of the concern of the telephone companies quite naturally is the recovery of their investments in the existing PSTN. The key issue for regulators and policy-makers is whether and to what extent design philosophies of the next-generation Internet should be rooted in existing PSTN ideas.

  • > Top Two additional points are worth making.
    • First, the telcos may already have fully recovered their investments, and their desire to "recover investments" may be no more than the desire to be paid a rent on obsolete equipment for a long time.
    • Second, "convergence" is the term we apply to things we think of as being separate, whereas in fact, they are already united, and only backwards-looking ideas keep them apart.

3. ネットヘッド側のコメント:

  • この世界の想定としては、人々は過去に欲しかったものを欲するということがある。例えば、1994年に一体誰がWebブラウザを欲しがり、それに支払いをしただろうか。我々は6年前には存在しなかった製品・サービスが全面的に依存していることは非常に重要である。顧客に何が欲しいが聞いたり、先進顧客に何が欲しいかに基づいてビジネス意志決定すると、技術革新の速い時には致命的なエラーとなり得る。
    • 電話会社の主要関心事は、当然ながら既存の電話網の投資回収にある。規制当局や意志決定者にとっては、次世代インターネットがどの程度既存の電話網の考え方に基づくようになるかが関心事となる。

  • これに関し2つのポイントがある。
    • 第一に、電話会社はすでに彼らの投資は十分回収済であり、投資回収の希望は長期に亘る陳腐な機器に対するレントへの支払いを期待しているに過ぎないこと。
    • 第二に、融合(Convergence)という用語を使う場合、我々は別物だと認識しているものに対して使うのではって、実際にすでに融合しているのであって、別個扱いしているのは遅れた考えに過ぎない。
  • PSTN (Public Switched Telephone Network), or POTS(Plain Old Telephone Service)is a typical global network. The Internet has grown into a competing global network.
  • It is important to understand the common and different points, as well as the status of alternation of generation, and mutual dependence regarding to these two architectures.
  • 電話網(PSTN、あるいはPOTS)は典型的な世界ネットワークである。インターネットもまたそれに匹敵するネットワークとなった。
  • これら2つのネットワークの共通点、相違点、そして技術の世代交代、相互依存の現状などをまず理解することが重要である。

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